De bacterias del yogurt al Premio Nobel: cómo la edición genética ya está curando enfermedades, transformando la agricultura y abriendo una de las discusiones éticas más urgentes de nuestro tiempo
Por El Ingeniero S
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En muy pocas ocasiones un estudio científico, en apariencia sencillo, proporciona un resultado tan disruptivo e importante en el desarrollo de la ciencias que, una vez publicado y verificado, otorga a sus autoras un premio Nobel.
Todo ser vivo, desde la bacteria más pequeña hasta el ser humano, está definido por sus genes. El ADN es el manual de instrucciones de nuestras células. Contiene secuencias precisas que dictan cada uno de nuestros rasgos, nuestra salud y nuestra vulnerabilidad a las enfermedades.
Durante décadas, podíamos leer este código, pero no podíamos editarlo de manera efectiva. Cambiar una “letra” defectuosa era prácticamente imposible. Hasta ahora.
El "buscar y reemplazar" de la vida
La biología evolutiva dotó a las bacterias de un mecanismo prodigioso: la habilidad de una célula para grabar, reconocer y destruir amenazas genéticas específicas. Una vez descifrado, este proceso ofrece a los científicos una poderosa herramienta sin precedentes con la cual editar el código genético humano para potencialmente curar enfermedades hereditarias y ofrecer alternativas para tratar otros padecimientos. A esta tecnología se le conoce por sus siglas en inglés como CRISPR: Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Inter-espaciadas).
El descubrimiento: de bacterias yogurteras a Nobel
Emmanuel Charpentier y Jennifer Doudna publicaron un artículo seminal en 2012. Descubrieron cómo imitar el proceso natural del sistema inmune de las bacterias del yogurt para defenderse de infecciones virales. Charpenter y Doudna aislaron los componentes específicos del sistema y los convirtieron en una versátil herramienta programable de laboratorio, lo que les valió ganar el premio Nobel de Química en 2020.
Funcionamiento básico de CRISPR
Hay dos componentes clave en CRISPR: la enzima Cas9 que se describe como la tijera molecular que es capaz de buscar, cortar y degradar el ADN de una manera específica; y el ARN guía, una molécula que se crea para coincidir con la secuencia de ADN objetivo que se desea editar. Este ARN se asocia con Cas9, formando un complejo que actúa como vigilante en la célula, dirigiendo a Cas9 al lugar exacto en el ADN donde se necesita la adición. Esta herramienta ofrece una precisión sin precedentes comparada con técnicas anteriores.
La tecnología CRISPR se puede entender con una analogía simple: si el genoma fuera una gran enciclopedia con muchos volúmenes, el proceso de laboratorio CRISPR sería como usar la función de “Buscar y Reemplazar” en una computadora. El RNA guía es la palabra específica que tecleas en la barra de búsqueda; la Cas9 es el cursor que salta a la página exacta, al renglón preciso, y lo resalta; y la plantilla reparadora es el nuevo texto que introduces para corregir un error o actualizar la información.
Más allá de los titulares: Aplicaciones reales de CRISPR (2024-2025)
CRISPR tiene el potencial de abordar problemas que tradicionalmente no se asociaron con la ingeniería genética, desde curar enfermedades hasta combatir la crisis climática.
Medicina y Salud Humana: Enfermedades genéticas
Permite a los científicos desarraigar mutaciones causantes de trastornos genéticos en un solo tratamiento. También se utiliza para tratar trastornos sanguíneos devastadores como la anemia falciforme y la beta-talasemia. Las primeras terapias basadas en CRISPR (aprobadas por la FDA en 2023) ya están en el mercado ayudando a personas con estas afecciones.
Cáncer: Se están explorando múltiples enfoques, incluyendo la eliminación de genes promotores de crecimiento en células tumorales, la reparación de genes de riesgo, o el mejoramiento de las células inmunes del cuerpo para que luchen mejor contra los tumores. Actualmente hay ensayos clínicos avanzados en curso.
Vacunas: CRISPR puede ayudar a crear nuevos tipos de vacunas. Fue utilizada en el desarrollo de algunas vacunas de ARNm durante la pandemia de COVID-19 y ahora se usa para acelerar el desarrollo de vacunas contra enfermedades como la malaria.
Anti-envejecimiento: Investigaciones iniciales en ratones sugieren que CRISPR puede activar células madre neurales envejecidas en el cerebro, un descubrimiento que podría guiar tratamientos para enfermedades relacionadas con la edad, como la demencia.
Agricultura y alimentación
Resiliencia climática: Se utiliza para crear cultivos más tolerantes a condiciones hostiles del suelo (demasiado húmedo, demasiado seco o pobre en nutrientes). Se busca que las plantas puedan resistir sequías prolongadas o tormentas severas.
Mejora de cultivos: CRISPR acelera el proceso de ingeniería de plantas que antes se hacía por mejoramiento selectivo. Se ha utilizado para mejorar el sabor y la calidad nutricional de frutas y verduras (por ejemplo, tomates con más licopeno y plátanos más nutritivos), y se han modificado enzimas en variedades de arroz para hacerlo más sabroso, suave y pegajoso, o más fragante. Brasil destaca por su investigación CRISPR agrícola.
Ganadería y acuicultura: En Japón, ya se ha aprobado la venta de peces con el gen myostatin desactivado por CRISPR, lo que resulta en un mayor crecimiento muscular y, por ende, más carne.
Medio ambiente y cambio climático
Combustibles biológicos: La edición CRISPR puede optimizar la actividad enzimática de las bacterias para hacer más eficiente la producción de etanol y biodiesel, lo que podría convertir los biocombustibles en un reemplazo económico para el petróleo.
Plásticos ecológicos: CRISPR puede modificar bacterias para que produzcan PHA (un tipo de polímero y una alternativa más ecológica a los plásticos convencionales) de manera más barata que los plásticos sintéticos.
Desafíos técnicos y fronteras éticas
A pesar de su potencial, la tecnología CRISPR plantea importantes desafíos técnicos y éticos. Algunos de los desafíos técnicos incluyen la búsqueda de mejores enzimas que Cas9 y métodos más efectivos para introducir la herramienta CRISPR en las células. Asimismo, existe la preocupación de que se realicen ediciones en partes incorrectas del genoma o en tipos de células equivocadas, provocando efectos fuera del objetivo (aunque el CRISPR es muy preciso).
Las fronteras éticas y sociales en el uso de CRISPR son de diversa índole, pero hay que distinguir la edición genética somática de la germinal. La primera se trata de una intervención terapéutica que no es heredable, pues sólo se actúa en las células del cuerpo. Mientras que la edición genética germinal tiene mayor escrutinio, ya que considera la posibilidad de realizar modificaciones permanentes en la línea germinal humana (células reproductivas o embriones), donde las ediciones se transmiten a las generaciones futuras.
La edición genética germinal se utilizó en el caso de los "bebés CRISPR" (China, 2018) donde se editaron embriones humanos para conferir resistencia al VIH. Su autor, He Jiankui, fue condenado a prisión y la comunidad científica lo repudió por no contar con el consentimiento informado, incurrir en riesgos innecesarios y el desconocimiento de efectos secundarios a largo plazo.
Hacia dónde vamos
CRISPR es solo el comienzo en la edición genética. Hay líneas de investigación hacia editores de base (permite cambiar una base por otra) y prime editing que es una versión avanzada de CRISPR (como un “copiar y pegar” más sofisticado) que se consideran más precisos.
Existe la necesidad imperiosa de desarrollar marcos regulatorios globales de la edición genética. Aquí cabe recordar el legado de Sagan (ver artículo previo en esta columna) quién señala la falta de cultura científica en nuestro congresos y recomienda precaución crítica ante el potencial de nuevos descubrimientos científicos (i.e. energía atómica, clonación molecular, inteligencia artificial).
Democratización del poder biológico
Hay una real preocupación de que CRISPR se use para el "mejoramiento" genético o para crear "bebés de diseño", modificando características deseables como la altura o el color de ojos. Se advierte que, sin una regulación cuidadosa, la edición genética podría crear una sociedad de dos niveles, donde solo los ricos accedan a tratamientos exclusivos o mejoras genéticas.
Al menos se ha pedido una conversación global y una pausa (moratoria) en la aplicación clínica de CRISPR en embriones humanos para considerar todas las implicaciones sociales y éticas. Hay que evaluar y entender las consecuencias no deseadas de esta tecnología, tal y como se hizo en los años 70´s cuando la comunidad científica realizó una moratoria al uso de la clonación molecular, hasta que se evaluará cuidadosamente su seguridad.
Decidir cómo usarlo
La edición genética utilizando la tecnología CRISPR ya no es ciencia ficción, es una ciencia incipiente en hospitales y laboratorios. ¿Hacia dónde deben dirigirse los esfuerzos de investigación científica? Parece ser que la tendencia favorece al mejoramiento genético y no tanto a la generación de terapias médicas. Tiene el potencial de erradicar enfermedades, garantizar la alimentación humana y sanar nuestro planeta en formas que antes solo podíamos soñar. Pero también enfrenta dilemas éticos que definirán nuestro futuro. La forma en la que manejemos esta tecnología reflejará nuestros valores más profundos como especie. ¿Qué historia escribiremos?
